Крутящий момент от чего зависит


Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами

Даже тем людям, которые не очень интересуются автомобилями, у которых их никогда не было и которые не намереваются становиться их владельцами, отлично известно, что одной из основных характеристик этих транспортных средств является мощность двигателя. Ее принято измерять в лошадиных силах (несколько реже используют более «правильную» с технической точки зрения величину — киловатт), причем вполне справедливо считается, что чем выше значение этого показателя — тем лучше.

С другой стороны такая важная характеристика как крутящий момент двигателя часто остается неизвестной даже некоторым автолюбителям. И это при том, что она является, на самом деле, ничуть не менее значимой характеристикой двигателя, чем его мощность и обороты, с которыми, кстати, находится в весьма тесной и даже неразрывной взаимосвязи.

В данной статье мы попробуем объяснить, что такое крутящий момент двигателя, чем он отличается от мощности, от чего зависит и на что влияет.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами

Крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ. Как видно из графиков, максимальная мощность достигается только на максимальных оборотах, тогда как пик крутящего момента находится между 3000 и 4500 оборотов.

Чтобы ответить на этот вопрос простыми словами нужно сначала выяснить, что подразумевается под терминами «мощность», «крутящий момент», а также число оборотов. С первой из этих характеристик дело обстоит несколько проще, поскольку всем тем, кто хорошо учился в средней школе, известно, что мощность — это работа, производимая в единицу времени.

Двигатель внутреннего сгорания, потребляя топливо, преобразовывает тепловую энергию его сгорания в кинетическую, совершая при этом работу. Она заключается во вращении коленчатого вала, и этот показатель измеряется в количестве оборотов в минуту. Соответственно, от частоты, с которой в цилиндрах ДВС происходит сгорание топливной смеси, напрямую зависит и работа, которую производит двигатель, и его мощность. Зависимость эта — прямо пропорциональная.

Что же касается крутящего момента, то с ним отнюдь не все так очевидно, как с мощностью и количеством оборотов. Он является, по сути дела, величиной, производной от них и представляет собой произведение силы на плечо рычага. Поскольку сила (в данном случае та, которая возникает при сгорании топлива и воздействует на поршень) измеряется в физике в ньютонах, а длина (в данном случае — длина плеча кривошипа коленчатого вала) — в метрах, то единицей измерения крутящего момента, является Нм.

Таким образом, получается, что крутящий момент представляет собой усилие, которое развивает двигатель. Именно его значение определяет силу тяги, обеспечивающую разгон автомобиля и его движение. Следовательно, чем больше крутящий момент, тем автомобиль «резвее», что есть тем лучше его динамика. Поскольку сила, воздействующая на поршень при сгорании топлива, растет с увеличением рабочего объема двигателя, то чем он больше, тем выше крутящий момент.

Следует заметить, что в характеристиках двигателей внутреннего сгорания всегда указывается максимальная мощность, которую они способны развить. Крутящий момент определяет, как быстро она достигается, и поэтому он указывается для конкретного числа оборотов. Иными словами, он определяет, как быстро силовой агрегат «выбирает» тот потенциал мощности, который в нем заложен конструкторами. Именно поэтому, к примеру, при достаточно спокойной езде на невысоких оборотах (до 2500 об/мин) для быстрого ускорения самым предпочтительным двигателем является тот, который имеет максимальный крутящий момент именно на них.

От чего зависит величина крутящего момента двигателя

Крутящий момент двигателя зависит от целого ряда показателей, среди которых основными являются следующие:

  • Рабочий объем двигателя;
  • Рабочее давление, создаваемое в цилиндрах;
  • Площадь поршня;
  • Радиус кривошипа коленчатого вала.

С таким показателем, как рабочий объем двигателя, его крутящий момент, как уже было отмечено выше, при прочих равных связан прямо пропорциональной зависимостью. Это объясняется чисто математически: с ростом рабочего объема растет сила, воздействующая на поршень, и, соответственно, значение крутящего момента.

Такая же зависимость наблюдается и относительно такого фактора, как радиус кривошипа коленчатого вала. Правда, конструктивно современные двигатели внутреннего сгорания устроены таким образом, что значение этой величины можно варьировать только в весьма ограниченных пределах, так что возможности для увеличения крутящего момента за счет этого показателя у разработчиков ДВС относительно невелики.

В прямо пропорциональной зависимости величина крутящего момента двигателя находится и по отношению к рабочему давлению, создаваемому в камере сгорания. Это тоже вполне логично, поскольку чем оно больше, тем больше сила, которая давит на поршень. От его площади же величина крутящего момента зависит обратно пропорционально, поскольку с ее ростом удельное давление падает и сила, соответственно, уменьшается. 


На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов. 

Видео на тему

Похожие публикации

Крутящий момент и мощность двигателя особенности и нюансы

Рассуждая о главнейшем автомобильном узле — двигателе, стало принято превозносить мощность превыше других параметров. Между тем, вовсе не мощностные способности являются первостепенной характеристикой силовой установки, а явление, называемое крутящим моментом. Потенциал любого автомобильного двигателя напрямую определяется данной величиной.

 

 

Понятие крутящего момента ДВС. О сложном простыми словами

Крутящим моментом применительно к двигателям автомобилей называется произведение значения силы и плеча рычага, или, простыми словами, сила давления поршня на шатун. Исчисляется эта сила ньютон-метрами, и чем выше ее величина, тем резвее машина.

Более того, мощность двигателя, выражаемая в ваттах, — это не что иное, как умноженное на частоту вращения коленвала значение крутящего момента в ньютон-метрах.

Представим лошадь, которая тащит тяжелые сани и увязает в канаве. Вытянуть сани не получится, если лошадь будет пытаться выскочить из канавы с разбега. Здесь необходимо приложить определенную силу, которая и будет являться крутящим моментом (КМ).

Часто крутящий момент путают с частотой вращения коленвала. В реальности это два совершенно разных понятия. Если вернуться к примеру с лошадью, застрявшей в канаве, частота шага будет символизировать частоту оборотов двигателя, тогда как сила, прикладываемая животным при отталкивании во время шага, олицетворяет в данном случае крутящий момент.

Факторы, влияющие на величину крутящих моментов

Из примера с лошадью легко догадаться, что в данном случае значение КМ будет во многом определяться мышечной массой животного. Применительно к автомобильному двигателю внутреннего сгорания эта величина зависит от рабочего объема силовой установки, а также от:

  • уровня рабочего давления внутри цилиндров;
  • размера поршня;
  • диаметра кривошипа коленвала.

 

Наиболее сильно крутящий момент зависим от рабочего объема и давления внутри силовой установки, и эта зависимость прямо пропорциональна. Другими словами, двигатели с большим объемом и давлением, соответственно, отличаются и большим моментом.

Прямая зависимость наблюдается также между КМ и радиусом кривошипа коленвала. Однако конструкция современных автомобильных двигателей такова, что не позволяет варьировать значения момента в широких пределах, из-за чего возможности добиться повышенного крутящего момента за счет радиуса кривошипа коленчатого вала у конструкторов ДВС невелики. Вместо этого разработчики прибегают к таким способам увеличить момент, как использование технологий турбонаддува, увеличение степени сжатия, оптимизация процесса сгорания топлива, использование впускных коллекторов специальных конструкций, и т.д.

Важно, что КМ увеличивается с ростом оборотов двигателя, однако после достижения максимума на определенном диапазоне крутящий момент понижается несмотря на продолжающийся прирост частоты вращения коленвала.

 

 

Влияние крутящего момента ДВС на характеристики автомобиля

Величина крутящего момента выступает тем самым фактором, который непосредственным образом задает динамику разгона автомобиля. Если вы — заядлый автолюбитель, то могли заметить, что разные автомобили, но с одинаковым силовым агрегатом, по-разному ведут себя на дороге. Или на порядок менее мощный автомобиль на дороге превосходит того, у которого под капотом лошадиных сил больше, причем даже тогда, когда сравнимые авто имеют одинаковые размеры и вес. Причина заключается как раз в разнице в крутящих моментах.

Лошадиные силы можно представить как индикатор выносливости мотора. Именно этот показатель определяет скоростные возможности автомобиля. Но поскольку крутящий момент является разновидностью силы, то непосредственно от его величины, а не от количества «лошадей», зависит то, насколько быстро автомобиль сможет достичь максимального скоростного режима. По этой причине далеко не каждое мощное авто обладает хорошей динамикой разгона, а те, что способны разгоняться быстрее других, необязательно оснащены мощным двигателем.

Вместе с тем высокий крутящий момент еще не гарантирует сам по себе отличную динамичность машины. Ведь кроме прочего, динамика увеличения скорости, а также способность авто к резвому преодолению подъемов участков, зависит от диапазона работы силовой установки, передаточных чисел трансмиссии, отзывчивости педали газа. Наряду с этим нужно учитывать, что момент существенно понижается из-за различных противодействующих явлений — сил качения колес и трения в различных автомобильных узлах, из-за аэродинамических и прочих явлений.

Крутящий момент vs. мощность. Связь с динамикой автомобиля

Мощность — производное такого явления, как крутящий момент, ею выражается работа силовой установки, выполненная за определенное время. А поскольку КМ олицетворяет собой непосредственную работу мотора, то в виде мощности отражается величина момента в соответствующий период времени.

Наглядно увидеть связь между мощностью и КМ позволяет следующая формула:

P=М*N/9549

 

Где: P в формуле означает мощность, М — крутящий момент, N — обороты двигателя за минуту, а 9549 — коэффициент обращения N в радианы в секунды. Результатом вычислений по данной формуле будет являться число в киловаттах. Когда нужно перевести полученный результат в лошадиные силы, полученное число умножают на 1.36.

По сути, крутящим моментом является мощность при неполных оборотах, например, во время обгона. Мощность возрастает по мере роста момента, и чем выше этот параметр, тем больше запас кинетической энергии, тем легче автомобиль преодолевает противодействующие на него силы и тем лучше его динамические характеристики.

При этом важно помнить, что мощность достигает своих максимальных значений не сразу, а постепенно. Ведь с места автомобиль трогается на минимуме оборотов, и затем скорость наращивается. Именно здесь и подключается сила под названием крутящий момент, и именно она определяет тот самый временной отрезок, за который авто достигнет своей пиковой мощности, или, другими словами, скоростную динамику.

 

 

Из этого следует, что машина с силовым агрегатом мощнее, но обладающим недостаточно высоким крутящим моментом, уступит по скорости разгона модели с мотором, который, напротив, не способен похвастать хорошей мощностью, но превосходит конкурента в крутящем моменте. Чем большая тяга, сила передается ведущим колесам и чем богаче диапазон оборотов силовой установки, в котором достигается высокий КМ, тем быстрее происходит ускорение автомобиля.

В то же время существование крутящего момента возможно без мощности, но существование мощности без момента — нет. Представьте, что наша лошадь с санями увязла в грязи. Производимая лошадью мощность в этот момент будет равняться нулю, но крутящий момент (попытки выбраться, тяга), хотя его может быть недостаточно для движения, будет присутствовать.

 

Дизельный момент. Отличия между КМ бензинового и дизельного двигателей

Если сравнивать бензиновые силовые установки с дизельными, то отличительной особенностью последних (всех без исключения) является повышенный крутящий момент при меньшем количестве лошадиных сил.

Бензиновый ДВС достигает своих максимальных значений КМ при трех-четырех тысячах оборотов в минуту, но затем способен стремительно нарастить мощность, раскрутившись за минуту до семи-восьми тысяч раз. Диапазон оборотов же коленчатого вала дизельного двигателя обычно ограничен тремя-пятью тысячами. Однако в дизельных установках больше ход поршня, выше уровень сжатия и другая специфика сгорания топлива, что обеспечивает не только более высокий относительно бензиновых установок крутящий момент, но и доступность этой силы едва ли не с холостого хода.

По этой причине смысла добиваться повышенной мощности дизельных двигателей нет: уверенная, доступная «с низов» тяга, высокий коэффициент полезного действия и топливная эффективность полностью нивелируют отставание таких ДВС от бензиновых как по мощностным показателям, так и по скоростному потенциалу.

Особенности правильного разгона машины. Как выжать из авто максимум

Основа правильного разгона — умение работать с коробкой передач и следование принципу «от максимума момента до пика мощности». То есть, добиться наилучшей динамики разгона машины можно только поддерживая частоту вращения коленвала в том диапазоне значений, при которых КМ достигает своего максимума. Очень важно, чтобы обороты совпали с пиком крутящего момента, но при этом должен оставаться запас по их увеличению. Если разгоняться на оборотах выше пиковой мощности, динамика разгона будет меньше.

Диапазон оборотов, соответствующий максимуму крутящего момента, обусловлен характеристиками двигателя.

Выбор двигателя. Какой лучше — с высоким моментом или повышенной мощностью?

Если подвести итоговую черту под всем вышесказанным, то станет очевидно, что:

  • крутящий момент — ключевой фактор, характеризующий возможности силовой установки;
  • мощность — это производная КМ и, соответственно, вторичная характеристика двигателя;
  • прямую зависимость мощности от момента можно увидеть по выведенной физиками формуле Р (мощность) = М (момент) * n (частота вращения коленвала в минуту).

Таким образом, выбирая между двигателем с большим количеством лошадиных сил, но меньшим крутящим моментом, и двигателем с большим КМ, но меньшей мощностью, приоритетным будет второй вариант. Использовать весь заложенный в автомобиль потенциал позволит только такой мотор.

При этом не следует забывать о взаимосвязи динамических характеристик автомобиля с такими факторами, как отзывчивость педали газа и коробка переключения передач. Лучшим вариантом станет то авто, которое не только оснащено двигателем с высоким крутящим моментом, но и имеет наименьшую длину задержки между нажатием педали газа и реакцией двигателя, а также трансмиссию с короткими соотношениями передач. Наличие этих особенностей компенсирует маломощность силовой установки, заставляя автомобиль разгоняться быстрее, чем машина с двигателем похожей конструкции, но с меньшей силой тяги.

Видео: Мощность и крутящий момент двигателя

Видео: Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Крутящий момент двигателя: что это такое

Крутящий момент мотора (он же вращательный момент, или момент силы) – это векторная физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело и равная векторному произведению радиус-вектора, который проведёт от оси вращения к точке приложения силы. В физике момент силы понимается в качестве «вращающей силы». В общепринятой системе единиц единицей измерения момента силы стал Ньютон-метр (Н.м). 1 Н.м равен силе в 1 Ньютон, приложенной к рычагу в 1 метр.

Крутящий момент и лошадиная сила

Автолюбители нередко дискутируют друг с другом: чей двигатель мощнее. Но иногда и не представляют при этом, из чего складывается данный параметр. Общепринятый термин «лошадиная сила» был введён изобретателем Джеймсом Уаттом в XVIII веке.  Он придумал его, наблюдая за лошадью, которая была запряжена в поднимающий уголь из шахты механизм. Он рассчитал, что одна лошадь за минуту может поднять 150 кг угля на высоту 30-ти метров. Одна лошадиная сила эквивалентна 735,5 Ватт, или 1 кВт равен 1,36 л.с.

В первую очередь, мощность любого мотора оценивают в лошадиных силах, и лишь потом вспоминают о крутящем моменте. Но эта тяговая характеристика тоже даёт представление о конкретных тягово-динамических возможностях автомобиля. Крутящий момент является показателем работы силового агрегата, а мощность – основным параметром выполнения этой работы. Эти показатели тесно связаны друг с другом. Чем больше производится двигателем лошадиных сил, тем больше и потенциал крутящего момента. Реализуется этот потенциал в реальных условиях через трансмиссию и полуоси машины. Соединение этих элементов вместе и определяет, как именно мощность может переходить в крутящий момент.

Простейший пример – сравнение трактора с гоночной машиной. У гоночного болида лошадиных сил много, но крутящий момент требуется для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперёд, надо совсем немного работы, потому что основная часть мощности используется для развития скорости.

Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же рабочим объёмом, который вырабатывает столько же лошадиных сил. Но мощность в этом случае используется не для развития скорости, а для выработки тяги (См. тяговый класс). Для этого она пропускается через многоступенчатую трансмиссию. Поэтому трактор не развивает высоких скоростей, зато он может буксировать большие грузы, пахать и культивировать землю, и т.д.

В двигателях внутреннего сгорания сила передаётся от газов сгорающего топлива поршню, от поршня – передаётся на кривошипный механизм, и далее на коленчатый вал. А коленвал, через трансмиссию и приводы, раскручивает колёса.

Естественно, крутящий момент двигателя не постоянен. Он сильней, когда на плечо действует бо́льшая сила, и слабей – когда сила слабнет или перестаёт действовать. То есть, когда водитель давит на педаль газа, то сила, воздействующая на плечо, повышается, и, соответственно увеличивается крутящий момент двигателя.

Мощность обеспечивает преодоление всевозможных сил, которые мешают двигаться автомобилю. Это и сила трения в двигателе, трансмиссии и в приводах автомобиля, и аэродинамические силы, и силы качения колёс и т.д. Чем больше мощность, тем большее сопротивление сил машина сможет преодолеть и развить большую скорость. Однако мощность – сила не постоянная, а зависящая от оборотов мотора. На холостом ходу мощность одна, а на максимальных оборотах – совершенно другая. Многими автопроизводителями указывается, при каких оборотах достигается максимально возможная мощность автомобиля.

Необходимо учитывать, что максимальная мощность не развивается сразу. Автомобиль стартует с места практически при минимальных оборотах (немного выше холостого хода), и для того, чтобы отмобилизировать полную мощность, требуется время. Тут и вступает в дело крутящий момент двигателя. Именно от него и будет зависеть, за какой отрезок времени автомашина достигнет своей максимальной мощности – то есть, динамика её разгона.

Зачастую водитель сталкивается с такими ситуациями, когда требуется придать автомобилю значительное ускорение для выполнения необходимого маневра. Прижимая педаль акселератора в пол, он чувствует, что автомобиль ускоряется слабо. Для быстрого ускорения нужен мощный крутящий момент. Именно он и характеризует приёмистость автомобиля.

Основную силу в двигателе внутреннего сгорания вырабатывает камера сгорания, в которой воспламеняется топливно-воздушная смесь. Она приводит в действие кривошипно-шатунный механизм, а через него – коленчатый вал. Рычагом является длина кривошипа, то есть, если длина будет больше, то и крутящий момент тоже увеличится.

Однако увеличивать кривошипный рычаг до бесконечности невозможно. Ведь тогда придётся увеличивать рабочий ход поршня, а вместе с ним и размеры двигателя. При этом уменьшатся и обороты двигателя. Двигатели с большим рычагом кривошипного механизма можно применить только лишь в крупномерных плавательных средствах. А в легковых автомашинах с небольшими размерами коленчатого вала не поэкспериментируешь.

Физические определения мощности и крутящего момента двигателя

Из курса физики за девятый класс нам известно, что крутящий момент М равняется произведению силы F, прикладываемой к рычагу длиной плеча L. Высчитывается он по формуле: М = F * L.

Определение мощности мотора и понимание данного параметра, сложившееся в науке, звучит следующим образом: это физическая величина, которая характеризует работу двигателя, выполняемую им за определённое время. То есть, мощность показывает, как быстро машина, имеющая определённую массу, сможет преодолеть определённое расстояние. Чем выше мощность, тем большую максимальную скорость разовьёт автомобиль при его неизменной снаряжённой массе. В классической физике мощность измеряют в ваттах или киловаттах, а лошадиная сила является внесистемной единицей измерения.

Понимание крутящего момента сложнее. Крутящим моментом двигателя является качественный показатель, который характеризует силу вращения коленчатого вала мотора. Рассчитывается он как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (т.е. расстояние от центра оси вращения коленвала до места крепления поршня (шатунной шейки). Крутящий момент напрямую зависит от силы давления газов в цилиндре на поршень, а также от рабочего объёма мотора и от степени сжатия топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Значительно более высоким крутящий момент получается у дизельных двигателей – как раз потому, что у них чрезвычайно высока степенью сжатия смеси солярки и воздуха в камерах сгорания.

Высокий крутящий момент двигателя даёт автомашине лучшую динамику разгона, уже при низких оборотах вращения коленчатого вала, существенным образом увеличивает тяговые характеристики мотора: повышает грузоподъёмность машины и её проходимость.

 

Своего наибольшего значения крутящий достигает при определённых оборотах. Моторам бензиновым оборотов требуется больше, чем дизелям. По сути, мощность двигателя является вторичной рабочей характеристикой мотора, которая является производной крутящего момента. Она линейно зависима от частоты вращения коленвала: чем обороты выше, тем больше и мощность мотора (естественно, до определённых пределов).

Крутящий момент тоже увеличивается при увеличении оборотов двигателя. Но, достигнув своего наивысшего значения (при определённой частоте вращения коленчатого вала), его показатели начинают понижаться, уже вне зависимости от дальнейшего прироста оборотов.

Как изменение крутящего момента влияет на динамику машины

Чтобы обеспечить как можно более высокие динамические характеристики машины, автопроизводителями разрабатываются такие силовые агрегаты, которые обладают максимальным крутящим моментом в более широком диапазоне оборотов мотора. Высокий крутящий момент характерен для дизелей, а также для моторов многоцилиндровых и турбированных.

Чтобы реально оценить роль мощности и крутящего момента при формировании динамических характеристик машины, требуется учесть следующее:

  • автомобиль с двигателем более мощным, но не обладающим достаточным крутящим моментом, будет уступать в разгонной динамике машине с меньшей мощностью, но более высоким крутящим моментом;
  • высокий крутящий момент, который двигатель способен «подхватить» уже на низких оборотах, позволит автомобилю ускоряться намного эффективнее;
  • наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, напрямую зависит от мощности его двигателя, а крутящий момент, в отличие от динамики разгона, не влияет на этот показатель. Максимальная скорость автомобиля, который обладает огромным крутящим моментом, может быть и невелика. Например, мощные внедорожники имеют внушительный крутящий момент и невысокую максимальную скорость, а гоночные машины могут иметь небольшой крутящий момент на карданном валу, но высокую скорость.

Таким образом, вне зависимости от мощности двигателя, разгонная динамика машины, его способность без проблем преодолевать подъёмы всецело зависят от того, каков максимальный крутящий момент. Чем больший крутящий момент передастся на ведущие колёса, и чем шире диапазон оборотов мотора, в котором он будет достигнут, тем увереннее автомобиль будет ускоряться и преодолевать непростые участки дорог.

Необходимо заметить, что прямое сравнение характеристик конструкционно идентичных, но имеющих различные крутящие моменты двигателей, будет иметь смысл только при одинаковых параметрах и трансмиссии тоже – когда коробки переключения передач будут обладать схожими передаточными отношениями. Если же эти параметры будут разными, то и сравнивать крутящие моменты и возможности двигателей нет практического смысла.

Крутящий момент у бензиновых и дизельных моторов

Бензиновые двигатели отличаются не самым большим крутящим моментом. Своего наибольшего значения крутящий момент бензинового двигателя достигает на оборотах не менее чем 3-4 тыс. об/мин. Однако бензиновый двигатель быстро сможет увеличить мощность и раскрутиться до 7-8 тыс. об/мин. При таких сверхвысоких оборотах мощность возрастает в разы.

Дизельный двигатель не отличается высокими оборотами. Обычно это 3-5 тыс. об/мин максимум, и тут он бензиновым моторам проигрывает. Однако крутящий момент дизельного двигателя выше в разы, и доступным он становится очень быстро, практически с холостого хода.

В качестве конкретного примера, можно вспомнить тесты двух двигателей от фирмы Ауди – один дизельный: 2.0 TDI мощностью 140 л.с. и крутящим моментом 320 Н.м, а второй бензиновый: 2.0 FSI мощностью 150 л.с. и крутящим моментом 200 Н.м. По итогам контрольной прогонки в различных режимах получается, что дизель на целых 30-40 л.с. мощнее бензинового двигателя в диапазоне от 1 до 4,5 тыс. оборотов. Поэтому и не сто́ит смотреть только на лошадиные силы. Бывает, что мотор с меньшим рабочим объёмом, но с высоким крутящим моментом показывает себя намного динамичнее, чем двигатель с большим рабочим объёмом, но низким крутящим моментом.

 

В технических характеристиках, которые указываются для каждого автомобиля и его двигателя, показатель максимального крутящего момента всегда указывается в сочетании с величиной оборотов, при которых такой крутящий момент может быть достигнут. При этом обычно считается: если максимальный крутящий момент может быть достигнут на оборотах до 4,5 тыс. об/мин., то такой двигатель можно назвать низкооборотным; а если более 4,5 тыс. об/мин – то высокооборотным.

При малом количестве оборотов в область сгорания поступает незначительное количество воздушно-топливной смеси за единицу времени, поэтому крутящий момент и мощность невелики. Увеличивая обороты, количество топливно-воздушной смеси (а вслед за ним и мощность, и крутящий момент) возрастают. Достигая значительных параметров, мощность начинает снижаться из-за механических потерь на трение механизмов; инерционных потерь; от недостаточного нагнетания воздуха (именуемого кислородным голоданием).

Из соображений обеспечения максимальных количеств поступающего воздуха в камеру сгорания даже на незначительных оборотах двигателя применяются системы турбированного наддува с электронным регулированием. Применяя такие системы турбонаддува, можно обеспечивать равномерность характеристик крутящего момента в широком диапазоне оборотов двигателя.

Какие можно сделать выводы по вышесказанному

Оценивая эксплуатационные параметры автомобиля и непосредственно рабочие характеристики его мотора, величина крутящего момента будет обладать большим приоритетом, чем мощность. Среди двигателей, которые имеют примерно одинаковые конструктивные и рабочие параметры, более предпочтительными будут те, у которых крутящий момент выше.

Для обеспечения лучшей динамики разгона машины и обеспечения оптимальных тяговых свойств двигателя, частоту вращения коленчатого вала надо поддерживать в том диапазоне значений, при которых крутящий момент может достичь пиковых своих показателей.

В итоге, можно сделать вывод о том, что классифицировать и сравнивать машины только по мощности (лошадиных силам) двигателя не совсем правильно. Необходимо обращать особенное внимание ещё и на крутящий момент (Н.м). Если крутящий момент двигателя значительно выше, чем у аналогичного или близкого по ТТХ конкурента, то такой мотор будет обладать бо́льшей динамикой.

Своей наибольшей мощности двигатель внутреннего сгорания развивает на определённых оборотах. Для автомобилей бензиновых это около 6 тысяч оборотов в минуту, для дизельных – менее 4 тысяч об/мин. Вот почему дизельные моторы относятся, как правило, к классу низкооборотных, а бензиновые – высокооборотных.

Для движения в городском ритме лучше всего подходят низкооборотные моторы с турбонаддувом. Если же есть желание посоперничать в скоростях на трассе, то лучше выбрать автомобиль с высокооборотным силовым агрегатом.

Способы прироста в крутящем моменте двигателя

Величину, которая необходима для крутящего момента той или иной модели автомобиля, определяют инженеры ещё на предварительном этапе конструкторской разработки мотора. От неё зависят и другие элементы автомобиля: его подвеска, тормозное и рулевое управление, аэродинамика. Поэтому, прежде чем приступать к самостоятельному форсированию двигателя, важно убедиться, что машина не развалится от умощнения двигателя.

Способов увеличения крутящего момента и, вместе с ним, мощности двигателя, может быть много:

  • изменение геометрических свойств поршневой группы;
  • увеличение компрессии;
  • замена инжекторов или форсунок;
  • установка наддува на атмосферный двигатель;
  • изменения в системе воздухозабора;
  • доработка или замена системы выпуска выхлопных газов;
  • чип-тюнинг, при помощи перепрограммирования топливной карты блока управления мотора.

Однако принудительное увеличение крутящего момента и мощности двигателя в значительной степени уменьшает ресурс его работы.

Как правильно разгоняться, используя максимальный крутящий момент

Для этого важно уметь работать с коробкой передач. Для максимального разгона надо переключаться так, чтобы обороты упали примерно на пик крутящего момента либо выше него, но чтобы оставался запас по увеличению оборотов – разгон больше оборотов максимальной мощности будет проходить медленней. Идеальным вариантом на обычных машинах можно назвать разгон «от пика момента до пика мощности». В тоже время, на двигателях современных автомобилей электроника просто не даст «перекрутить» мотор более его пика мощности – произойдёт «отсечка».

Что такое крутящий момент и почему его показатель важнее лошадиных сил? | Об автомобилях | Авто

Подавляющее большинство автопроизводителей в маркировке своих двигателей использует мощность или объем камер сгорания. Обе этих характеристики уже устарели. Если 50 лет назад тяга карбюраторных моторов зависела от расточки цилиндров, то сейчас на первый план выходят новые технологии. При одинаковом объеме камер сгорания мощность вырастает в два-три раза. К примеру, сейчас небольшие 2,0-литровые рядные моторы BMW или Volvo могут иметь мощность свыше 400 лс. Тем самым, бензиновые 4-цилиндровые турбированные моторы небольшого объема сейчас располагают такой же мощностью и тягой, как 8-цилиндровые атмосферники 15-летней давности, потому как оснащены помимо ступенчатого наддува еще и сложной системой впрыска. 

Но и лошадиные силы уже недостаточно адекватно описывают существующие характеристики двигателя. Автомобиль с небольшой мощностью может казаться значительно резвее и интереснее на дороге, чем другой более мощный собрат. К примеру, дизельные агрегаты намного опережают бензиновые по тяге, а значит, показывают лучшую динамику. 

В общем, потребовалась иная характеристика, которая бы могла адекватно описывать возможности современного мотора. И автопроизводители видят ее в крутящем моменте. 

Откуда берутся «лошадиные силы»?

Измерять мощность моторов в «лошадиных силах» предложил знаменитый английский изобретатель Джеймс Уатт в 1789 году. Во времена начала промышленной революции в Англии на рудниках, в портах и мельницах в качестве источника силы для подъемных машин использовались лошади. Их запрягали в лебедку крана и гоняли по кругу. 

Запряженное в механизм животное весом около 500 кг, вышагивая по кругу и натягивая канат через систему блоков, могло обеспечить работу крана, равную подъему груза в 90 кг со скоростью 1 метр в секунду. Груз поднимали бочками или кулями весом от 140,9 до 190,9 кг каждый. Тем самым, за 8 часов работы лошадь, ковыляя вокруг лебедки со скоростью в 3 км\\ч, не утруждаясь могла перегрузить 33 000 фунтов, что равняется почти 14 тоннам. Эту работу и прописали как эталон «лошадиной силы». 

Паровые машины могли совершать такую же работу гораздо быстрее, потому как имели мощность в несколько лошадиных сил. Тем самым, в определении Джеймса Уатта, мощность — это не спортивная динамика машины, не приемистость, а работа, совершенная в единицу времени.

А что же такое крутящий момент? 

В двигателе внутреннего сгорания применяется тот же принцип. Только силой, толкающей поршень, является энергия взрывов смеси бензина и воздуха. Поршень аналогичен той самой уаттовской лошади. Он раскручивает коленвал, а дальше через систему валов трансмиссии передает движение на колеса. Чем быстрее он вращается, тем выше мощность и больше работы выполнит мотор. 

Если силу давления поршней умножить на длину рычага кривошипа, то получим крутящий момент, от которого зависит тяга мотора. Она выражается в Ньютонметрах (1 Нм равен силе в 1 ньютон, умноженной на рычаг в 1 метр). Чем длиннее рычаги, тем больше тяги выдает мотор. 

Если у мотора высокий крутящий момент, то колеса за единицу времени раскручиваются быстрее. Автомобиль приобретает больше динамики. 

Ураганный разгон 

Итак, крутящий момент это очень важная характеристика, от которой зависит динамика машины. Чем выше крутящий момент, тем «лошади» под капотом становятся сильнее. С помощью крутящего момента определяется так же эластичность мотора, то есть его способность обеспечивать одинаковую тягу в большом диапазоне оборотов. В особенности важно, чтобы высокий крутящий момент был доступен почти сразу после старта. Тогда будет ощущаться эмоциональное ускорение автомобиля. 

Ну а лошадиные силы нужны для другого. Они выражают способность мотора автомобиля сопротивляться ветровым и прочим нагрузкам. Высокая мощность отражается в основном на максимальной скорости машины. 

Вообще, «лошадиные силы» очень ненадежная характеристика, зависимая от множества факторов. Эта единица измерений давно устарела. С помощью хитрых программ управления двигателем количество «лошадиных сил» можно прибавить или уменьшить, чем и пользуются многие производители, искусственно раздувающие мощность мотора. 

Поэтому количество Нм крутящего момента в маркировке моторов гораздо более информативная характеристика.

Смотрите также:

Что это за характеристики и от чего зависит

При выборе транспортного средства люди обращают внимание на показатели силовой установки. Крутящий момент двигателя это один из показателей, который необходимо учитывать при выборе автомобильной или самоходной техники.

Что значит крутящий момент двигателя

Существует ошибочное мнение, что чем больше мощностной показатель силовой установки, тем она лучше. Помимо максимальной мощности существует немаловажный показатель – крутящий момент. Многие автомобилисты задаются вопросом, что означает крутящий момент двигателя?

Показатель является силой, передаваемой на шейку коленчатого вала силовой установки. В моторах автомобилей и самоходной техники сила передаётся от вспышки, возникающей в камере сгорания. После воспламенения рабочей смеси поршень движется вниз. Усилие от поршневого элемента передается на шейку.

СПРАВКА: Измеряют показатель в Ньютон метрах (Н.м). Для того чтобы вычислить крутящий момент двигателя используется формула – Кр.м = L*F. F – Сила, применяющаяся к коленвалу силовой установки. L – Размер плеча, исчисляется в метрах.

От чего зависит крутящий момент двигателя

Показатель является непостоянным. В силовом агрегате автомобильной или самоходной техники он зависит от увеличения или уменьшения усилия воздействующего на коленчатый вал. При воздействии на механизм управления дроссельной заслонкой (при нажатии на газ в кабине транспортного средства) меняется объем рабочей смеси, подаваемой в камеру сгорания.

При увеличении массы рабочей смеси усилие, воздействующее на коленчатый вал, повышается. При уменьшении объема рабочей смеси усилие уменьшается. Таким образом, крутящий момент зависим от усилия, воздействующего на коленчатый вал силовой установки.

Набор оборотов моделью внутреннего сгорания зависит от показателя крутящего момента. Максимальный крутящий момент двигателя, в отличие от мощности, не соответствует максимальным оборотам силовой установки.

При достижении валом определенного числа оборотов свободному вращению препятствуют силы трения, замедленное действие выпуска выхлопных газов, медленная подача рабочей смеси и т.д. При этом сила, воздействующая на вал, снижается. Уменьшение усилия влечет за собой снижение момента.

Некоторых автомобилистов интересует вопрос, на что влияет крутящий момент двигателя? Момент влияет на динамические показатели силовой установки внутреннего сгорания. Чем выше будет вращающий момент, тем быстрее мотор наберёт необходимое количество оборотов.

ВАЖНО: Высокий показатель вращающего момента способствует быстрому разгону автомобиля. Это важно в начале движения, обгоне и т.д.

Крутящий момент и мощность двигателя

Мощность установки может измеряться лошадиными силами или киловаттами. Она прямо зависима от количества оборотов маховика. Производитель указывает максимальный показатель мощности и число оборотов. При уменьшении оборотов снижается мощность силовой установки.

Если мотор имеет наибольшую мощность 100 лошадиных сил и число оборотов – 6000, при достижении маховиком 3000 оборотов в минуту мощность мотора будет составлять 50 л. с. При холостых оборотах силовой установки мощность будет минимальной.

Для достижения максимального показателя мощности необходимо чтобы мотор набрал определённое число оборотов. Для этого требуется временной промежуток. Чем выше будет вращательное число, тем меньше будет временной промежуток набора максимума.

СПРАВКА: Вращательное число зависит от размера шатуна, через который усилие передается от поршня на коленвал силовой установки. Чем больше длина шатуна, тем выше число

.

Бензиновый или дизельный мотор, что лучше

Мнения по поводу характеристик бензиновых и дизельных силовых установок расходятся. При одинаковых объемах рабочих цилиндров, мощностной коэффициент отличается.

Бензиновая установка

Воспламенение рабочей смеси в камере сгорания бензинового ДВС осуществляется следующим образом:

  • В полость рабочего цилиндра поступает смесь, при движении поршневого элемента к нижней мертвой точке;
  • После заполнения камеры сгорания рабочей смесью поршень начинает движение к верхней мертвой точке. При этом закрываются клапана механизма распределения газов. Под действием поршневого элемента рабочая смесь сжимается;
  • При максимальном сжатии срабатывает свеча зажигания. Она подаёт искру в полости цилиндра. Смесь воздушной массы с горючим воспламеняется от искры;

  • После передачи усилия на шейку коленчатого вала открывается выпускной клапан механизма распределения газов. Выхлопные газы выводятся в атмосферу.

Благодаря своей конструкции бензиновый агрегат отличается большим количеством лошадиных сил. При этом степень вращения низкая. Моторы развивают большое количество оборотов.

Дизельная установка

Конструкция мотора работающего на дизельном топливе отличается. Воспламенение горючего осуществляется без применения свечи зажигания. Процесс происходит следующим образом:

  1. При движении поршневого элемента к нижней мертвой точке открывается впускной клапан механизма распределения газов. В отличие от бензинового ДВС в полость цилиндра поступает воздушная масса без горючего;
  2. При смещении поршня к верхней мертвой точке, оба клапана газораспределительного механизма закрываются;
  3. По достижению воздушной массой максимального сжатия в камеру подается дизельное топливо;
  4. Под действием давление топливо воспламеняется.

СПРАВКА: Вывод выхлопных газов в атмосферу ничем не отличается от бензиновой установки. После сгорания топлива с воздухом открывается выпускной клапан, и поршневой элемент выталкивает выхлопные газы из камеры.

Конструкция дизельного мотора предусматривает более высокую компрессию. Это увеличивает усилие оказываемое на кривошипно-шатунный механизм. Дизельные моторы развивают более низкое число оборотов. Их увеличение приводит к уменьшению срока службы комплектующих.

Высокое усилие позволяет дизельному мотору потреблять минимальное количество топлива на холостом ходу и более динамично разгонять транспортное средство до достижения им максимальной мощности с места. Такой показатель важен на тракторах и различных самоходных машинах использующихся под высокой нагрузкой.

Как увеличить усилие, действующее на коленвал

Для увеличения силы и улучшения динамических показателей мотора, автовладельцы выполняют тюнинг установки. Улучшения можно добиться двумя способами.

Модернизация механизма распределения газов

Для облегчения подачи воздушной массы и выпуска выхлопных газов модернизируют газораспределительный механизм и впускной, выпускной тракт:

  • Устанавливают клапана с увеличенным диаметром тарелок;
  • Стандартные распределительные валы меняют на изделия с другой фазой;
  • Устраняют препятствия во впускном и выпускном коллекторе;
  • Устанавливают турбонаддув.

Увеличение общего объема цилиндров

Увеличить объем можно при помощи увеличения диаметра рабочих цилиндров. Диаметр увеличивают путем расточки. При этом толщина стенки цилиндра уменьшается. Можно установить гильзы необходимого диаметра от другого силового агрегата. Съемные гильзы облегчат капитальный ремонт силовой установки.

Прошивка ЭБУ

Улучшить динамические показатели силовой установки, можно перепрограммировав электронный блок управления. Такой способ позволяет изменить количество рабочей смеси и время воспламенения. Для перепрограммирования необходимо наличие специализированного оборудования.

Программирование электронного блока управления двигателем внутреннего сгорания лучше доверить профессионалам. Неправильная прошивка или нарушение процедуры программирования может привести к некорректной работе мотора или полному выходу из строя ЭБУ.

Из вышеперечисленного следует, что при подборе двигателя внутреннего сгорания необходимо учитывать показатель крутящего момента. Измеряется крутящий момент двигателя в «Н.м». Высокое усилие на маховик силового агрегата свидетельствует о хороших динамических показателях.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля: объяснение простыми словами

Далеко не все характеристики автомобиля понятны с первого прочтения. Многим всё ясно с мощностью, максимальной скоростью, временем разгона и объёмом багажника. Но не каждый способен объяснить что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами. В лучшем случае подсмотреть в поисковике, но там тоже многое покажется непонятным. А момент указывается при любом описании или тестировании автомобиля всё более упорно, да ещё и с выраженным акцентом. Надо разобраться.

Популярная механика на коленчатом валу

Вращающийся вал любого двигателя с большой силой сопротивляется попыткам его затормозить. Точно так же, как и сам автомобиль противостоит встречному ветру и трению качения колёс. Но при линейном движении физика понятней, сила сопротивления приложена в обратном направлении толкающей силе, всё это вполне однозначно можно измерить.

При вращательном движении сила зависит от точки вдоль радиуса, к которой прикладывается сопротивление вращению. Чем эта точка дальше от центра, тем меньшее усилие потребуется, очень похоже на правило рычага, которое известно гораздо большему кругу не очень хорошо помнящих физику людей. То есть для точной характеристики способностей двигателя преодолевать нагрузку надо учесть и радиус.

Для этого и придумано понятие крутящего момента (КМ) — это сила, умноженная на расстояние от оси вращения, ну или плечо рычага, если так понятнее. Чем больше сила и чем длиннее рычаг (радиус маховика или колеса), тем крутящий момент больше. Измеряется он, соответственно, в Ньютон-метрах, где Ньютон — стандартная единица измерения силы, ну а что такое метр вряд ли стоит объяснять.

Чем создаётся момент в поршневом ДВС и как его повышают

Если представить себе поршень, соединённый с шейкой коленвала через шатун, то становится понятно, что КМ однозначно определяется давлением на поршень. Отсюда и несколько выводов:

  • чем больше площадь днища поршня и давление газов над ним, тем выше крутящий момент, значит надо увеличивать наполнение цилиндра полезной смесью или рабочий объём двигателя;
  • если смесь сильнее сжимается, то и давление будет больше, отсюда преимущество имеют моторы с высокой степенью сжатия;
  • объективными пределами для бесконечного роста момента станут прочность деталей и особенности горения, над этим и работают автомобильные инженеры.

Естественно, поршневыми моторами создатели автомобилей не ограничиваются, но у пока единственного реального конкурента ДВС — электромотора проблема момента так остро не стоит, если его и указывают, то разве что в рекламных целях. Но в любом случае надо выяснить, на что влияет крутящий момент двигателя, и почему ему уделяется столько внимания. Не инженерами, для них он реально очень важен, а миром потребителей автомобилей.

Что интересует разных водителей

Каждый, кто оказывается за рулём, со временем начинает желать, чтобы автомобиль резво реагировал на нажатие педали акселератора в любой ситуации, не требуя дополнительных действий. Но возможности моторов ограничены, для хорошей отдачи им надо развить достаточное количество оборотов, как принято называть частоту вращения коленчатого вала. Только так можно зарядить цилиндры нужным количеством рабочей смеси.

Для раскрутки моторов на любой скорости существует трансмиссия. Находящаяся в её составе коробка передач может менять своё передаточное число, вручную или автоматически, позволяя двигателю работать на больших оборотах, а значит и со значительным моментом, даже на малых скоростях, например, при подъёме гружёного автомобиля в гору. Происходит это потому, что крутящий момент водителю нужен не на валу двигателя, а на ведущих колёсах.

Законы техники утверждают, что при повышении передаточного числа скорость падает, а КМ увеличивается. Причём пропорционально, фактически он умножается на величину общего передаточного числа от двигателя к колёсам. И уже именно там он ощущается водителем как сила, толкающая машину вперёд.

Момент и мощность

Возникает вопрос — если КМ так легко увеличить в разы, то что ограничивает его рост? Ответ даёт та же физика. Как бы не переключалась трансмиссия, есть основная характеристика двигателя, которую изменить она не в состоянии — это мощность.

Мощность двигателя простыми словами равна произведению момента на скорость вращения. То есть выигрывая в скорости, проигрываем в моменте и наоборот. Более того, это является основой для парадоксального многим заключения — значение момента вообще не должно интересовать водителя. Можно ведь просто раскрутить двигатель при увеличенном передаточном числе, сила на колёсах будет той же.

Так в чём же польза от большого крутящего момента

Можно сказать, что она в факторах второго порядка, не влияющих прямо на интенсивность разгона, которая объективно нужна в первую очередь. Ну или на способность преодолевать подъёмы и сложные участки дороги.

Далеко не всем водителям нравится, когда двигатель работает на высоких оборотах. Они бы предпочли так называемую «тракторную» тягу на низких. Это субъективно, но очень многим нравится и формирует ложное впечатление, что такие моторы более динамичны. Хотя обычно всё наоборот, достаточно понаблюдать за автогонками.

И второй фактор — у мощных форсированных двигателей максимальный КМ достигается в относительно узком диапазоне оборотов, близком к максимальной мощности. Ниже его угнетающе мало. Хотелось бы более равномерного распределения крутящего момента по оборотам. Это пришло с тех времён, когда приходилось вручную работать механической коробкой передач, да ещё и с небольшим количеством ступеней. Сейчас коробки в большинстве автоматические, часто вообще бесступенчатые (вариаторы), но привычка осталась.

Как это решается в современных автомобилях, и почему производители всё упрощают

Хороший двигатель сейчас немыслим без турбонаддува. Не вдаваясь в описание этого устройства, можно сказать, что наполнение цилиндров легко обеспечивается почти при любых оборотах, начиная практически с холостых. Отсюда ровная «полка» крутящего момента, который достигает своей максимальной величины при 1500–2000 об/мин и не меняется до максимальных, у подобных двигателей значительно меньших, чем у старых «атмосферников».

Казалось бы, проблема решена, но нельзя же без рекламного эффекта. И производители начинают соревнование — кто большую величину момента укажет в характеристиках новой модели. Зачем это знать водителю — непонятно, всё равно автоматическая коробка передач выберет нужный момент на колёсах, который в несколько раз выше, создаваемого мотором, каким бы он ни был. А разгон автомобиля и прочие его способности определяются исключительно максимальной мощностью. Обороты, при которых она достигается, у гражданских автомобилей примерно одинаковые. То есть надо упоминать равномерность распределения момента по оборотам, чтобы под нагрузкой момент не падал даже без переключений, но нет, указывается только абстрактное число Ньютон-метров.

Нам мощность не надо, момента давайте!

К сожалению, борьбу за момент всячески поддерживают автожурналисты и блоггеры, с гордостью сообщая Ньютон-метры рядом с лошадиными силами. Явно в большинстве своём не понимая вообще, что это такое. Доходит даже до озвучивания принципиального преимущества дизельных двигателей в моменте. Забывая при этом, что у дизелей обычно значительно меньше обороты максимальной мощности и дело всё равно остаётся за коробкой передач.

Простой пример, уточняющий что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами — чтобы уравнять возможности двигателей с моментом, допустим, 300 и 400 Н*м, достаточно бесступенчатой коробке чуть сдвинуть управляющие конусы вариатора — и момент на колёсах станет одинаковым. А именно он и придаёт автомобилю тот самый уверенный разгон. Поэтому не стоит внимательно относиться к заявленным численным величинам крутящего момента двигателя, достаточно знать его мощность.

Вам также будет интересно почитать:

Что такое крутящий момент? - Определение, формула, символ, единица измерения, примеры

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1-3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma класса 8
              • Решения RD Sharma класса 9
              • Решения RD Sharma класса 10
              • Решения RD Sharma класса 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • 9000 Pro Числа
              • Числа
              • 9000 Pro Числа Тр Игонометрические функции
              • Взаимосвязи и функции
              • Последовательности и серии
              • Таблицы умножения
              • Детерминанты и матрицы
              • Прибыль и убытки
              • Полиномиальные уравнения
              • Деление фракций
            • Microology
                0003000
            • FORMULAS
              • Математические формулы
              • Алгебраические формулы
              • Тригонометрические формулы
              • Геометрические формулы
            • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
              • Математические калькуляторы
              • 0003000
              • 000 Калькуляторы
              • 000 Физические модели 900 Образцы документов для класса 6
              • Образцы документов CBSE для класса 7
              • Образцы документов CBSE для класса 8
              • Образцы документов CBSE для класса 9
              • Образцы документов CBSE для класса 10
              • Образцы документов CBSE для класса 1 1
              • Образцы документов CBSE для класса 12
            • Вопросники предыдущего года CBSE
              • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
              • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
            • HC Verma Solutions
              • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
              • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
            • Решения Лакмира Сингха
              • Решения Лахмира Сингха класса 9
              • Решения Лахмира Сингха класса 10
              • Решения Лакмира Сингха класса 8
            • 9000 Класс
            9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
          • Примечания CBSE класса 7
          • Примечания
          • Примечания CBSE класса 8
          • Примечания CBSE класса 9
          • Примечания CBSE класса 10
          • Примечания CBSE класса 11
          • Примечания 12 CBSE
        • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
        • CBSE Примечания к редакции класса 10
        • CBSE Примечания к редакции класса 11
        • Примечания к редакции класса 12 CBSE
      • Дополнительные вопросы CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
        • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
        • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
        • CBSE Class 10 Science Extra questions
      • CBSE Class
        • Class 3
        • Class 4
        • Class 5
        • Class 6
        • Class 7
        • Class 8 Класс 9
        • Класс 10
        • Класс 11
        • Класс 12
      • Учебные решения
    • Решения NCERT
      • Решения NCERT для класса 11
        • Решения NCERT для класса 11 по физике
        • Решения NCERT для класса 11 Химия
        • Решения NCERT для биологии класса 11
        • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
        • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
        • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
        • NCERT Solutions Class 11 Economics
        • NCERT Solutions Class 11 Statistics
        • NCERT Solutions Class 11 Commerce
      • NCERT Solutions for Class 12
        • Решения NCERT для физики класса 12
        • Решения NCERT для химии класса 12
        • Решения NCERT для биологии класса 12
        • Решения NCERT для математики класса 12
        • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерский учет
        • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
        • NCERT Solutions Class 12 Economics
        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
        • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
        • NCERT Solutions Class 12 Commerce
        • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
      • NCERT Solut Ионы Для класса 4
        • Решения NCERT для математики класса 4
        • Решения NCERT для класса 4 EVS
      • Решения NCERT для класса 5
        • Решения NCERT для математики класса 5
        • Решения NCERT для класса 5 EVS
      • Решения NCERT для класса 6
        • Решения NCERT для математики класса 6
        • Решения NCERT для науки класса 6
        • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
        • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
      • Решения NCERT для класса 7
        • Решения NCERT для математики класса 7
        • Решения NCERT для науки класса 7
        • Решения NCERT для социальных наук класса 7
        • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
      • Решения NCERT для класса 8
        • Решения NCERT для математики класса 8
        • Решения NCERT для науки 8 класса
        • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
        • Решения NCERT для класса 8 Английский
      • Решения NCERT для класса 9
        • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
      • Решения NCERT для математики класса 9
        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
        • Решения NCERT
        • для математики класса 9, глава 3
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
        • Решения NCERT
        • для математики класса 9, глава 6
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 7
        • Решения NCERT
        • для математики класса 9, глава 8
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 9
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 10
        • Решения NCERT
        • для математики класса 9, глава 11
        • Решения
        • NCERT для математики класса 9 Глава 12
        • Решения NCERT
        • для математики класса 9 Глава 13
        • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
      • Решения NCERT для науки класса 9
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 3
        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 4
        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
.

Что такое крутящий момент? | Mountz

Крутящий момент - это сила вращения или скручивания, которая отличается от напряжения, создаваемого прямым натяжением. Однако мы используем крутящий момент, чтобы создать напряжение.

Крутящий момент - это «вращающая» или «крутящая» сила, которая отличается от напряжения, создаваемого прямым натяжением. Однако мы используем крутящий момент, чтобы создать напряжение.

КАК?
(Схема A) Когда гайка и болт затягиваются, две пластины зажимаются вместе. Угол резьбы в болте преобразует прилагаемую силу в натяжение (или растяжение) стержня болта.Величина напряжения, создаваемого в болте, имеет решающее значение.

ПОЧЕМУ?
Болт, затянутый должным образом, работает с оптимальной эффективностью и сопротивляется открутке. Однако, если натяжение будет слишком низким, гайка может завибрировать или ослабнуть. Если натяжение будет слишком большим (перенапряжение), болт может сломаться. Каждый болт имеет правильный оптимальный крутящий момент / коэффициент натяжения для каждого применения крепления. Эти цифры важно иметь в наличии, чтобы конечный продукт был безопасным, эффективным и экономичным.

КАК ИЗМЕРЯЕМ МОМЕНТ?

(Диаграмма B) Крутящий момент - это результат умножения значения прилагаемой силы на расстояние от точки приложения.

Сравнивая два примера, обратите внимание, что тот же результат крутящего момента может быть достигнут с меньшим усилием, если расстояние от гайки / болта увеличивается.

Еще одним фактором, влияющим на прилагаемый крутящий момент при использовании динамометрических ключей, является его «зависимость от длины», что означает, что фактический крутящий момент, прилагаемый к крепежному элементу, изменяется при изменении положения руки на гаечном ключе (даже если гаечный ключ предварительно настроен).Это происходит, если точка поворота гаечного механизма не совпадает с точкой приложения крутящего момента.

ВАЖНОСТЬ КОНТРОЛЯ МОМЕНТА?
Надежность деталей машин, подверженных переменным нагрузкам и напряжениям, зависит от усталостной прочности материалов. Однако резьбовая застежка основана на упругом взаимодействии между сопряженными компонентами. Его цель - зажать детали вместе с натяжением, превышающим любую внешнюю силу, пытающуюся их разделить.При этом болт остается под почти постоянным напряжением и невосприимчив к усталости. Если начальное натяжение болта слишком низкое, колеблющаяся нагрузка на стержень намного больше, и он быстро выйдет из строя. Таким образом, надежность зависит от правильного начального натяжения и обеспечивается заданием и контролем момента затяжки.

Диаграмма A

Диаграмма B

Крутящий момент = сила x длина рычага гаечного ключа:
Усилие 20 фунтов. x 1 фут = 20 фунт-сила-фут
или
Усилие 10 фунтов.x 2 фута = 20 фунт-футов

.

В чем разница между зубчатым моментом и пульсацией крутящего момента?

Основная работа электродвигателя зависит от взаимодействия между постоянными магнитами ротора и обмотками статора, находящимися под напряжением. Но даже когда на двигатель не подается питание и через обмотки не течет ток, между постоянными магнитами ротора и ферромагнитными зубцами статора существует магнитное притяжение. Магнитное притяжение изменяется в зависимости от плотности потока или силы магнитных полей, и это изменение вызывает неравномерное создание крутящего момента, что называется «зубчатым крутящим моментом» или «пульсацией крутящего момента».”

Хотя эти два термина иногда используются взаимозаменяемо, зубчатый крутящий момент обычно относится к явлению, когда вызывает изменений крутящего момента, а пульсации крутящего момента - это влияние этих изменений на характеристики двигателя.


Крутящий момент

Крутящий момент зацепления - это продукт магнитного взаимодействия между полюсами постоянных магнитов ротора и стальными пластинами зубьев статора. Другими словами, когда полюса ротора совпадают с зубьями статора, требуется сила, чтобы разорвать притяжение, и эта сила называется крутящим моментом от зубцов.Крутящий момент зависит от положения в зависимости от расположения зубьев статора относительно постоянных магнитов, поскольку магниты постоянно ищут положение с минимальным сопротивлением.

Профиль крутящего момента двигателя зависит от количества постоянных магнитов в роторе и количества зубцов в статоре и может быть минимизирован с помощью механических средств, оптимизируя количество магнитных полюсов и зубцов, или наклоняя или придавая постоянным магнитам форму. сделать переход между зубьями статора более плавным.

Зубчатый крутящий момент возникает в двигателях с постоянными магнитами, включая щеточные и бесщеточные двигатели постоянного тока и синхронные двигатели переменного тока. Поскольку это происходит в двигателе, не находящемся под напряжением, его иногда называют «крутящим моментом холостого хода».


Пульсация крутящего момента

Результатом зубцового крутящего момента является изменение создаваемого крутящего момента, называемое пульсацией крутящего момента, которое происходит, когда на двигатель подается постоянный ток. Из-за характера взаимодействия между магнитными полями ротора и статора (описанного выше) пульсация крутящего момента изменяется синусоидально.На высоких скоростях он часто отфильтровывается инерцией системы, но на более низких скоростях пульсация крутящего момента может вызвать нежелательные колебания скорости, вибрации и звуковой шум.

Пульсация крутящего момента (зеленая) изменяется синусоидально из-за взаимодействия магнитных полей статора и ротора.
Изображение предоставлено: Precision Microdrives Limited
Зубцы в шаговых двигателях
Шаговые двигатели

также демонстрируют зубчатый момент, но в обсуждениях с шаговыми двигателями его часто называют «моментом фиксации».”Как и момент зубчатого зацепления, фиксирующий момент является результатом магнитного равновесия в двигателе, не находящемся под напряжением. Это магнитное равновесие должно быть преодолено до того, как двигатель начнет вращаться, а это означает, что фиксирующий крутящий момент снижает величину рабочего крутящего момента, который может создать двигатель. Величина фиксирующего момента, который испытывает шаговый двигатель, пропорциональна скорости двигателя, поэтому влияние фиксирующего момента на рабочий крутящий момент более существенно при более высоких скоростях двигателя.

Двигатели с постоянными магнитами и гибридные шаговые двигатели, в которых используется ротор с постоянными магнитами, демонстрируют фиксирующий момент; но шаговые двигатели с переменным сопротивлением, в которых используется немагниченный ротор из мягкого железа, этого не делают.Гибридные шаговые двигатели из постоянных магнитов и гибридных типов имеют более высокий фиксирующий момент из-за их зубчатых роторов, что позволяет им лучше управлять магнитным потоком между статором и ротором.

Фиксирующий крутящий момент снижает идеальный крутящий момент (и мощность), который может создать двигатель, причем эффект усиливается с увеличением скорости.
Изображение предоставлено: Geckodrive Motor Controls

Момент фиксации обычно составляет от 5 до 20 процентов удерживающего момента двигателя, который представляет собой крутящий момент, который двигатель может создать, когда обмотки находятся под напряжением, но ротор неподвижен.Но момент фиксации не всегда является препятствием: когда двигатель замедляется, он противодействует импульсу двигателя и помогает ему быстрее останавливаться.

.

лошадиных сил, крутящего момента и автомобильные характеристики> Мотор

Один из самых запутанных (и часто спорных) вопросов в автомобильной сфере - это разница между мощностью и крутящим моментом. Возможно, вы слышали сколько угодно содержательных выражений, таких как «лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент побеждают гонки», или поклонники мощных маслкаров, жалующиеся на то, что четырехцилиндровые двигатели мощностью 200 лошадиных сил «бессмысленны». Удивительно, но немногие из достойных людей, которые бросают подобные комментарии, действительно способны определить разницу.В чем разница между мощностью и крутящим моментом, и как они влияют на работу автомобиля?

МОМЕНТ ПОНИМАНИЯ

Если вы не спали, изучая физику в средней школе, вы можете смутно вспомнить, что крутящий момент - это крутящая сила - то есть сила, которая пытается заставить объект вращаться вокруг определенной оси. Например, если вы поворачиваете дверную ручку или вращаете колесо рулетки, вы прикладываете к нему крутящий момент.

Если бы мы были на уроке физики, мы бы сказали, что крутящий момент - это произведение векторов силы и расстояния.Вектор силы - это направление приложения силы. Вектор расстояния - это (в простейшем случае) расстояние между точкой приложения силы и осью вращения. Например, представьте, что вы используете гаечный ключ, чтобы ослабить болт. Вектор расстояния в этом случае - это расстояние между осью вращения (центром болта) и точкой приложения силы к гаечному ключу. Вектор силы - это направление, в котором вы перемещаете гаечный ключ.

Если расстояние между центром болта и точкой, в которой вы держите ключ (и тем самым прикладываете к нему силу), составляет 1 фут (305 мм), и вы прикладываете 10 фунтов (около 4.5 Н), вы прилагаете 10 фунт-футов (около 13,6 Нм) крутящего момента. Если болт не поворачивается, вы можете попробовать взять гаечный ключ на 2 фута (610 мм) побольше. Если вы примените такое же усилие в 10 фунтов на фут (4,5 Н), создаваемый крутящий момент будет 20 фунтов на фут (27,1 Н-м).

Что такое крутящий момент двигателя? Как вы, наверное, знаете, двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания воздуха и топлива. Энергия этого сгорания приводит в движение один или несколько поршней (или роторов), которые воздействуют на коленчатый вал двигателя , заставляя его вращаться.В автомобиле вращение коленчатого вала поворачивает шестерни трансмиссии, которые вращают колеса. Крутящий момент двигателя - это величина скручивающего усилия, которое поршни (или роторы) могут оказывать на коленчатый вал.

ПОНИМАНИЕ ЛОШАДЕЙ

А что такое лошадиные силы? Снова напомним, что давным-давно класс физики в степени - это работа , выполненная за раз за . Механическая работа представляет силу, действующую на расстоянии - например, перемещение 10-фунтовой гири на расстояние в один фут представляет собой 10-футовые фунты работы. Мощность - это скорость выполнения этой работы.

Одна механическая мощность представляет способность выполнять 550 фут-фунтов работы в секунду или 33 000 фут-фунтов работы в минуту. (Одна метрической лошадиных сил представляет собой скорость 75 килограмм-метров в секунду; метрическая лошадиная сила составляет около 735 Вт, тогда как механическая мощность эквивалентна примерно 746 ваттам.)

Наиболее способные ученики из нас, возможно, заметили сходство между единицами измерения работы - фут-фунтами (фут-фунтами) - и единицами измерения крутящего момента - фунтами-футами (фунт-фут).Единицы измерения на самом деле одинаковые, но обычно пишутся по-разному, чтобы избежать путаницы. Таким образом, для двигателя с вращающимся коленчатым валом одна лошадиная сила эквивалентна передаче крутящего момента 550 фунт-фут в секунду.

Помните, что крутящий момент - это крутящая сила; это означает, что если приложение крутящего момента к объекту будет иметь тенденцию заставлять объект вращаться, а не двигаться по прямой линии. Следовательно, если крутящий момент вызывает какую-либо работу, мы должны измерить, сколько вращения он передает ( угловая скорость ), а не насколько далеко он заставляет объект перемещаться.

Угловая скорость обычно выражается в радианах в секунду или радианах в минуту - один радиан равен 180 градусам, деленным на π (пи), или примерно 57,3 градуса), но мы обычно измеряем скорость двигателя в оборотах в минуту (об / мин). , поэтому более полезно думать об этом именно так. Один оборот составляет 360 градусов, что равно 2π радиан. Если 1 лошадиная сила равна 33000 фунт-фут работы в минуту, то мы можем рассчитать мощность двигателя на основе его крутящего момента (в фунт-футах) и частоты вращения двигателя (в об / мин):

Мощность (л.с.) = крутящий момент (фунт-фут) x 2π x скорость вращения (об / мин) / 33000

или

Мощность (л.с.) = Крутящий момент (фунт-фут) x Скорость вращения / 5,252.113

Например, если двигатель развивает крутящий момент 200 фунт-фут при 4000 об / мин, он выдает 152,3 лошадиных силы (200 x 4000 / 5,252,113) на этой скорости.

Итог: Лошадиная сила зависит от крутящего момента и оборотов двигателя . Если ваш двигатель производит больше крутящего момента, он также производит больше мощности; если вы запустите двигатель на более высоких оборотах, он также будет производить больше мощности. Вполне возможно, что двигатель A вырабатывает больше мощности, чем двигатель B, даже если двигатель B развивает больший крутящий момент - двигатель A должен просто увеличивать обороты, чтобы компенсировать дефицит крутящего момента.

КРИВЫЕ МОМЕНТА И СИЛЫ

Двигатели, используемые для стационарных применений (например, генераторы) или в самолетах, проводят большую часть своей жизни, работая с постоянной частотой вращения двигателя. В результате они большую часть времени развивают свою полную номинальную мощность. Двигатели, используемые в легковых, грузовых автомобилях или мотоциклах, работают в широком диапазоне частот вращения, от нескольких сотен оборотов в минуту на холостом ходу до 10 000 оборотов в минуту и ​​более в режиме «красной черты». Поскольку мощность в лошадиных силах частично зависит от частоты вращения двигателя, мощность, производимая двигателем, довольно сильно варьируется в разных точках его диапазона оборотов.Инженеры описывают взаимосвязь между мощностью двигателя и числом оборотов в минуту как кривую мощности .

Если двигатель развивал максимальный крутящий момент на всех оборотах, кривая мощности была бы прямой: то есть, увеличение числа оборотов на 50% также увеличило бы мощность на 50% (при условии, что двигатель не превысит допустимую мощность). красная линия, которая может привести к серьезной механической поломке). Это верно для электродвигателей, но не для двигателей внутреннего сгорания. Мы обсудим причины этого более подробно в одной из будущих статей, а пока просто скажем, что выходной крутящий момент двигателя также зависит от частоты вращения двигателя.

Все двигатели внутреннего сгорания развивают максимальный крутящий момент при одной определенной частоте вращения; это называется пиковым крутящим моментом . Выше или ниже пикового значения крутящего момента двигатель выдает несколько меньший крутящий момент, чем это максимальное значение. Подобно тому, как у двигателя есть кривая мощности, описывающая, сколько мощности двигатель производит в различных точках диапазона оборотов, у двигателя также есть кривая крутящего момента , описывающая, какой крутящий момент он создает на разных скоростях.

Конструкция двигателя определяет, на какой скорости возникает пик крутящего момента двигателя, а также форму кривой крутящего момента.Если двигатель вырабатывает довольно постоянный уровень крутящего момента во всем диапазоне оборотов, его кривая крутящего момента считается плоской . Электродвигатели, которые обычно развивают выходной крутящий момент, близкий к полному, от нуля до максимальной безопасной рабочей скорости, имеют чрезвычайно плоские кривые крутящего момента. (Вопреки распространенному мнению, форма кривой крутящего момента не связана напрямую с тем, насколько или крутящий момент производит двигатель. Два двигателя могут иметь очень похожие кривые крутящего момента, даже если один из них имеет гораздо больший максимальный крутящий момент, чем другой.)

Двигатель можно настроить на достижение максимального крутящего момента на нижнем конце диапазона оборотов, в среднем диапазоне или на высоких оборотах. Современные конструкторы двигателей используют различные приемы, позволяющие «сгладить» кривую крутящего момента двигателя (то есть поддерживать крутящий момент двигателя близким к максимальному в широком диапазоне скоростей двигателя), но любой конкретный двигатель будет заметно сильнее в одном диапазоне, чем в других.

Поскольку мощность является функцией крутящего момента и оборотов в минуту, форма кривой крутящего момента также определяет форму кривой мощности.Кривая мощности всегда достигает пика позже кривой крутящего момента, но если кривая крутящего момента двигателя наиболее сильна на низких оборотах, пиковая мощность также будет относительно низкой. Если пик крутящего момента приходится на высокие обороты, мощность также будет максимальной при высоких оборотах двигателя.

Если вы когда-либо водили автомобиль с тахометром, вы, вероятно, замечали, что двигатель большую часть времени работает на скоростях ниже 4000 об / мин. Поскольку пиковая мощность почти каждого современного двигателя превышает 4000 об / мин, это означает, что двигатель редко имеет шанс развить свою номинальную максимальную мощность.Поэтому при нормальном вождении форма кривой крутящего момента часто более важна, чем максимальная мощность.

РЕАЛЬНЫЙ МИР (ВИДА)

Чтобы увидеть, как это работает на практике, давайте рассмотрим пару реальных двигателей: Ford «Cologne» V6 объемом 3996 куб. , 1,781 куб.см (109 куб. Дюймов) двигатель 1,8T (используется в нескольких различных конфигурациях в широком диапазоне моделей Volkswagen и Audi).

Ford Cologne V6 был двигателем древнего дизайна начала 1960-х годов. 4,0-литровая версия предназначалась для грузовиков, поэтому она была настроена на высокий крутящий момент на низких оборотах. Его максимальный крутящий момент составлял 220 фунт-фут (298 Н-м) всего при 2400 об / мин; максимальная мощность составляла 160 л.с. (119 кВт) при скромных 4200 оборотах в минуту.

1.8T

Volkswagen был более современным и технически более сложным двигателем с двумя верхними распредвалами, пятью клапанами на цилиндр и турбонагнетателем с промежуточным охлаждением. Двигатели с турбонаддувом имеют тенденцию быть «пиковыми», вырабатывая больше мощности на высоких оборотах, но Volkswagen разработал его так, чтобы кривая крутящего момента была как можно более плоской.Фактически, Volkswagen утверждал, что двигатель развивает максимальный крутящий момент с 1950 до 5000 об / мин. VW предлагал его в нескольких вариантах настройки, но мы будем использовать для нашего обсуждения версию, которую можно найти в более поздних версиях Mk 4 Golf, седанах Jetta / Bora и SEAT Leon, которые рекламировались с мощностью 180 л.с. (134 кВт) при 5500 об / мин и 173 фунт-фут (235 Нм) крутящего момента.

Лучший способ оценить кривую крутящего момента двигателя - это подключить его к динамометру и точно посмотреть, какой крутящий момент он действительно выдает при различных оборотах.Мы не в состоянии сделать это, но мы можем сделать некоторые обоснованные предположения о кривых крутящего момента для обоих двигателей на основе их номинального крутящего момента и пиковых значений мощности.

Как мы упоминали выше, максимальный номинальный крутящий момент двигателя Ford составляет 2400 об / мин. Используя уравнение, которое мы вывели ранее, мы можем рассчитать его выходную мощность на этой скорости: 101 л.с. (220 фунт-фут x 2400 об / мин / 5 252) или около 75 кВт. Пиковая мощность V6 достигается при 4200 об / мин. Используя то же уравнение, мы вычисляем, что он имеет крутящий момент 200 фунт-фут (271 Н-м) на этой скорости (160 л.с. x 5 252/4 200 об / мин).Из этих чисел видно, что между 2400 и 4200 об / мин двигатель, вероятно, выдает крутящий момент от 200 до 220 фунт-фут (271 и 298 Н · м).

А как насчет более высоких скоростей? Мы знаем, что двигатель никогда не выдает на больше , чем 160 лошадиных сил (119 кВт). Даже если бы он по-прежнему производил 160 лошадиных сил при 5000 об / мин (что маловероятно), крутящий момент упал бы до 168 фунт-футов (228 Н-м) на этой скорости. Если бы он производил 140 лошадиных сил (104 кВт) при 5000 оборотах в минуту, это означало бы, что его выходной крутящий момент снизился до 147 фунт-футов (199 Н-м).Короче говоря, крутящий момент и мощность двигателя Ford начинают очень быстро падать после пика мощности в 4200 об / мин - V6 был разработан для мощности на низких оборотах, а не на высоких оборотах.

А как насчет двигателя Volkswagen? Пиковый крутящий момент 1.8T начинается при 1950 об / мин. На этой скорости он развивает только 64 л.с. (48 кВт) (173 фунт-фут x 1950 об / мин / 5 252). К 2400 об / мин (пиковый крутящий момент Ford) мощность двигателя VW выросла до 79 л.с. (59 кВт). При 4200 об / мин выходная мощность 1.8T возросла до 138 л.с. (103 кВт), что по-прежнему значительно отстает от Ford.Мощность VW не начинает превышать мощность двигателя Ford, пока Ford не достигнет максимальной мощности. Когда VW достигает максимальной мощности при 5500 об / мин, крутящий момент все еще составляет около 172 фунт-футов (233 Н-м) - крутящий момент снизился, но очень незначительно. Это означает, что двигатель продолжает развивать полезную мощность даже после пика мощности; его красная линия составляет 6500 оборотов в минуту, достичь которой не составляет особого труда.


Эти кривые крутящего момента и мощности являются приблизительными, основанными на опубликованных данных о мощности и крутящем моменте, но они иллюстрируют разницу между двигателями.Обратите внимание, что даже несмотря на то, что кривая крутящего момента VW (светло-зеленая) намного более пологая, чем у Ford, у Ford выше в большей части диапазона оборотов.

Что это означает на практике? Несмотря на то, что кривая крутящего момента VW очень плоская, он имеет значительно меньший крутящий момент, чем Ford, вплоть до более 4200 об / мин, что означает, что 1.8T также имеет меньшую мощность на более низких скоростях. В конечном итоге он производит больше мощности, чем двигатель Ford, но не выше 5000 об / мин.

Представьте, что мы установили эти двигатели в двух идентичных автомобилях с одинаковыми трансмиссиями, одинаковыми передачами и одинаковым весом.Мы бы обнаружили следующее:

  • При обычном уличном движении автомобиль с двигателем Ford почти всегда будет быстрее, чем автомобиль с двигателем VW. Это не должно вызывать удивления - больший крутящий момент Ford дает ему почти на 30% больше мощности, чем двигатель VW на низких оборотах, хотя VW сильнее на высоких оборотах.
  • В гонках на дистанцию ​​четверть мили или стоячий километр автомобиль с двигателем Ford вырывался раньше и оставался впереди, пока обе машины не выехали далеко на полосу.Автомобиль 1.8T начнёт догонять его, когда он достигнет более высоких оборотов двигателя, и в конечном итоге вырвется вперед. Он выиграет с небольшим отрывом, а его скорость захвата (его скорость на финише) будет немного выше, чем у автомобиля с двигателем Ford.
  • В шоссейных гонках или на большой овальной трассе автомобиль с двигателем VW большую часть времени будет впереди. Пока обе машины были полностью выведены из строя, большая мощность двигателя VW была бы важнее, чем крутящий момент Ford на низких оборотах. Единственное место, где автомобиль с двигателем Ford будет иметь преимущество, - это медленные повороты, где его более высокий крутящий момент снова даст ему больше мощности, чем двигатель VW.

Предполагается, что все остальное равно, что в реальном мире не обязательно. Например, мы могли бы помочь автомобилю с двигателем VW, изменив его передаточное число, чтобы двигатель всегда работал на более высоких оборотах. Это дало бы ему больше мощности при движении на низкой скорости, хотя это также означало бы больший шум двигателя, больший расход топлива и несколько больший износ двигателя.

В одной из следующих статей мы рассмотрим, почему одни двигатели развивают больший крутящий момент и / или большую мощность, чем другие.

FIN


ПРИМЕЧАНИЕ

В приведенной выше таблице использован шрифт Liberation Sans, один из шрифтов Liberation (версия 2.00.1 или более поздняя), авторские права на которые принадлежат © 2012 Red Hat, Inc., используются в соответствии с лицензией SIL Open Font License, версия 1.1. Liberation является товарным знаком Red Hat, Inc., зарегистрированным в Бюро по патентам и товарным знакам США и некоторых других юрисдикциях.


.

Что такое динамометрический шарнир | Центр знаний Torque Hinge



В зависимости от типа, формата и внутренних механизмов сила крутящего момента может сильно различаться. Кроме того, все шарниры крутящего момента имеют определенную вариативность. Все шарниры крутящего момента работают в ожидаемом диапазоне, поэтому вы почти всегда увидите символ ± рядом с шарнирами крутящего момента. Даже если вы не видите этот символ, есть различия. Это не уникально для любого производителя, но является неизбежным побочным продуктом процесса создания крутящих петель.Вот почему важно точно рассчитать вариант использования, чтобы обеспечить правильную работу петли даже с отклонениями.

Выбор продукта ниже, но близко к нижнему пределу очень важен. Если оно выше нижнего предела, шарнир не гарантирует свободный останов (недостаточная компенсация). Если значение будет намного ниже нижнего предела, крышка / откидная створка / панель / или другой подвижный компонент станут очень жесткими и их будет трудно перемещать.

HG-TS15 Динамометрическая петля

Динамометрический шарнир HG-TS15 справа (часть модели HG-TS) имеет кгс (килограммовую силу) 15.3 см / шт. Он также имеет потенциал + 40% и потенциал -20% силы, помимо крутящего момента. Это означает, что крутящий момент может достигать 21,42 кгс / см шт или всего 12,24 кгс / см.

.Момент

- Torque

- qwe.

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Torque .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Смотрите также